CN108363212A - 一种3d显示装置及显示方法、3d显示*** - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种3D显示装置及显示方法、3D显示***，用以实现观看者在前后移动一个较大的范围时，始终可以获得最佳的观看效果。3D显示装置包括：显示面板、相位延迟单元、传感单元和调节单元；相位延迟单元，位于显示面板的显示侧，包括若干光线偏振单元，经过相邻两光线偏振单元射出的光的偏振方向垂直；传感单元，用于实时获取观看者观看时的视距；调节单元，与传感单元和相位延迟单元电连接，用于根据传感单元实时反馈的视距，确定出与实时反馈的视距对应的光线偏振单元的宽度；以及，将光线偏振单元的宽度调节为确定出的与实时反馈的视距对应的宽度。

Description

一种3D显示装置及显示方法、3D显示***

技术领域

本发明涉及3D显示技术领域，尤其涉及一种3D显示装置及显示方法、3D显示***。

背景技术

偏光3D显示技术作为一种成熟的3D技术，目前在一些场所和领域依然有着特殊的应用，特别是目前的医疗3D显示行业。

对于现有技术偏光3D显示技术的常规设计方案，观看者只有在最佳的观看距离才可以获得较好的显示效果，当观看者前后移动时，串扰增加，视角变小，观看效果将降低。

现有技术偏光3D显示技术观看区域随观看距离变化的光路图如图1所示，从图1中可以看到，观看者的最佳观看距离为1200毫米(mm)，最小观看距离为800mm。当观看者前后移动时，观看视角发生变化，甚至当观看者移动到800mm以内的距离时，将无法看到正常的3D显示。

综上所述，现有技术偏光3D显示技术，观看者只能在特定的观看距离和范围内才可以看到较好的显示效果。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种3D显示装置及显示方法、3D显示***，用以实现观看者在前后移动一个较大的范围时，始终可以获得最佳的观看效果。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种3D显示装置，包括：显示面板、相位延迟单元、传感单元和调节单元；

所述相位延迟单元，位于所述显示面板的显示侧，包括若干光线偏振单元，经过相邻两所述光线偏振单元射出的光的偏振方向垂直；

所述传感单元，用于实时获取观看者观看时的视距，所述视距为观看者距离屏幕的距离；

所述调节单元，与所述传感单元和所述相位延迟单元电连接，用于根据所述传感单元实时反馈的视距，确定出与实时反馈的视距对应的所述光线偏振单元的宽度；以及，将所述光线偏振单元的宽度调节为确定出的与实时反馈的视距对应的所述光线偏振单元的宽度。

优选地，每一所述光线偏振单元包括上基板、下基板、位于所述上基板和所述下基板之间的液晶层、位于所述上基板朝向所述下基板一侧的第一电极和位于所述下基板朝向所述上基板一侧的第二电极。

优选地，所述第一电极为面状电极且所述第二电极为条形电极；

或，所述第一电极为条形电极且所述第二电极为面状电极；

或，所述第一电极为条形电极且所述第二电极为条形电极；

或，所述第一电极为面状电极且所述第二电极为面状电极。

优选地，每一所述光线偏振单元还包括位于所述第一电极上的第一取向层和位于所述第二电极上的第二取向层。

优选地，3D显示装置还包括位于所述相位延迟单元远离所述显示面板一侧的四分之一波片。

优选地，所述调节单元具体用于通过调节所述第一电极和所述第二电极的电压值，调节所述光线偏振单元的宽度。

优选地，位于所述相位延迟单元中间位置处的所述光线偏振单元的中心轴线与所述显示面板的中心轴线重合。

优选地，所述显示面板包括交替设置的多行左眼像素和多行右眼像素；

其中一所述光线偏振单元对应一行左眼像素，用于将从所述左眼像素射出的光转化为第一偏振光；与该所述光线偏振单元相邻的光线偏振单元对应一行右眼像素，用于将从所述右眼像素射出的光转化为第二偏振光；

所述第一偏振光和所述第二偏振光的偏振方向垂直。

一种3D显示***，包括上述的3D显示装置和偏光式3D眼镜；其中：

所述偏光式3D眼镜的左眼镜片能够透过所述3D显示装置射出的第三偏振光，所述偏光式3D眼镜的右眼镜片能够透过所述3D显示装置射出的第四偏振光；

所述第三偏振光为左旋偏振光和右旋偏振光中的一种，所述第四偏振光为左旋偏振光和右旋偏振光中的另一种；

或，所述第三偏振光为第三线偏振光，所述第四偏振光为与所述第三线偏振光的偏振方向垂直的第四线偏振光。

一种上述的3D显示装置的显示方法，包括：

实时获取观看者观看时的视距；

根据实时获取的视距，确定出与实时获取的视距对应的所述光线偏振单元的宽度；

调节所述光线偏振单元的宽度，使所述光线偏振单元的宽度为确定出的与实时获取的视距对应的宽度。

相比于现有技术，本发明的方案具有以下有益效果：

本发明实施例提供的3D显示装置，包括：显示面板、相位延迟单元、传感单元和调节单元；传感单元能够实时获取观看者观看时的视距；由于本发明实施例显示面板的显示侧设置有相位延迟单元，而相位延迟单元包括若干光线偏振单元，经过相邻两光线偏振单元射出的光的偏振方向垂直，光线偏振单元的宽度变化后，观看者观看3D显示装置时的视距也会发生变化，而调节单元能够将光线偏振单元的宽度调节为与实时反馈的视距(即观看者实时观看3D显示装置时的视距)对应的宽度，因此，本发明实施例能够达到3D显示时视距可调的作用，从而可达到观看者在前后移动一个较大的范围时，始终可以获得最佳的观看效果。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是现有技术偏光3D显示技术观看区域随观看距离变化的光路图；

图2是本发明实施例提供的一种3D显示装置的结构框图；

图3是本发明实施例提供的3D显示装置包括的光线偏振单元的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的3D显示装置包括的另一光线偏振单元的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种3D显示装置经过调节单元调节后，3D显示装置出射光线的偏振方向结构示意图；

图6是本发明实施例提供的另一3D显示装置经过调节单元调节后，3D显示装置出射光线的偏振方向结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种上述3D显示装置的显示方法流程图；

图8是本发明实施例提供的一种上述3D显示装置显示时各部件之间的关系结构示意图。

下面说明本发明实施例各附图标记表示的含义：

31-显示面板；32-相位延迟单元；33-传感单元；34-调节单元；321-光线偏振单元；3211-上基板；3212-下基板；3213-液晶层；3214-第一电极；3215-第二电极；3216-第一取向层；3217-第二取向层；

311-左眼像素；312-右眼像素；61-四分之一波片；70-观看者。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

下面结合附图介绍本发明实施例的技术方案。

本发明的发明人，鉴于现有技术存在的不足，提供一种3D显示装置。

如图2所示，图2是本发明实施例提供的一种3D显示装置的结构框图，该3D显示装置包括：显示面板31、相位延迟单元32、传感单元33和调节单元34；

相位延迟单元32，位于显示面板31的显示侧，包括若干光线偏振单元321，经过相邻两光线偏振单元321射出的光的偏振方向垂直；

传感单元33，用于实时获取观看者观看时的视距，视距为观看者距离屏幕的距离；

调节单元34，与传感单元33和相位延迟单元32电连接，用于根据传感单元33实时反馈的视距，确定出与实时反馈的视距对应的光线偏振单元321的宽度；以及，将光线偏振单元321的宽度调节为确定出的与实时反馈的视距对应的光线偏振单元321的宽度。

本发明实施例提供的3D显示装置，包括：显示面板31、相位延迟单元32、传感单元33和调节单元34；传感单元33能够实时获取观看者观看时的视距；由于本发明实施例显示面板31的显示侧设置有相位延迟单元32，而相位延迟单元32包括若干光线偏振单元321，经过相邻两光线偏振单元321射出的光的偏振方向垂直，光线偏振单元321的宽度变化后，观看者观看3D显示装置时的视距也会发生变化，而调节单元34能够将光线偏振单元321的宽度调节为与实时反馈的视距(即观看者实时观看3D显示装置时的视距)对应的宽度，因此，本发明实施例能够达到3D显示时视距可调的作用，从而可达到观看者在前后移动一个较大的范围时，始终可以获得最佳的观看效果。

在一种较佳的实施方式中，如图3所示，每一光线偏振单元321包括上基板3211、下基板3212、位于上基板3211和下基板3212之间的液晶层3213、位于上基板3211朝向下基板3212一侧的第一电极3214和位于下基板3212朝向上基板3211一侧的第二电极3215；光线偏振单元321的这种结构设置，能够更好的调节光的偏振方向。

具体地，上基板3211和下基板3212选择透明的基板，如：上基板3211和下基板3212均为玻璃基板；液晶层3213的厚度根据实际生产的需要设定，如：液晶层3213的厚度可以设定为3微米(μm)到5μm；第一电极3214和第二电极3215选择透明的导电材料，如：选择氧化铟锡(ITO)和/或氧化铟锌(IZO)，优选第一电极3214的材料与第二电极3215的材料相同。

较佳地，本发明实施例第一电极3214为面状电极，第二电极3215为条形电极，如图3所示；当然，本发明实施例中第一电极3214也可以为条形电极，第二电极3215也可以为面状电极；或，第一电极3214也可以为条形电极，第二电极3215也可以为条形电极。

具体地，若第一电极3214为条形电极，第二电极3215为条形电极，条形电极的电极个数可以根据光线偏振单元321的宽度以及最小制作线宽设定，如：条形电极的电极个数设置为3个到5个。

在另一种较佳的实施方式中，如图4所示，每一光线偏振单元321还包括位于第一电极3214上的第一取向层3216和位于第二电极3215上的第二取向层3217；第一取向层3216和第二取向层3217的设置，能够很好的对液晶层3213的液晶分子进行设定方向的取向，第一取向层3216和第二取向层3217对液晶的具体取向方式与现有技术类似，这里不再赘述。

较佳地，如图5所示，显示面板31包括交替设置的多行左眼像素311和多行右眼像素312；其中一光线偏振单元321对应一行左眼像素311，用于将从左眼像素311射出的光转化为第一偏振光；与该光线偏振单元321相邻的光线偏振单元321对应一行右眼像素312，用于将从右眼像素312射出的光转化为第二偏振光；第一偏振光和第二偏振光的偏振方向垂直。

具体地，本发明具体实施例中每一个光线偏振单元321的形状均为条形，一个光线偏振单元321覆盖一行左眼像素311，与该光线偏振单元321相邻的光线偏振单元321覆盖一行右眼像素312。

具体地，本发明实施例中的显示面板31可以为LCD显示面板(Liquid CrystalDisplay，液晶显示面板)，也可以为OLED显示面板(Organic Light Emitting Diode，有机电致发光显示面板)；第一偏振光和第二偏振光均为线性偏振光。

具体实施时，本发明具体实施例中每一行光线偏振单元321与相邻行光线偏振单元321之间的距离可以设定为固定值，固定值的具体设定根据实际生产工艺需求进行设定，这里不进行限定。

较佳地，如图5所示，本发明实施例中的调节单元34具体用于通过调节第一电极3214和第二电极3215的电压值，调节光线偏振单元321的宽度；本发明实施例中光线偏振单元321的宽度指光线偏振单元321沿像素的行方向上的宽度。

具体地，如图5所示，本发明实施例以第一电极3214为面状电极，第二电极3215为条形电极为例进行说明，为了使得实际生产工艺更简单，且成本更低，本发明实施例所有的光线偏振单元321共用上基板3211和下基板3212，以及将第一电极3214整面制作在上基板3211上。

具体实施时，如图5所示，调节单元34调节左边虚线框中的第二电极3215不加电，与该第二电极3215对应位置处的液晶保持扭曲状态，出射光偏振方向垂直纸面(如图中椭圆形标记所示)；调节单元34调节中间虚线框中的第二电极3215加电，与该第二电极3215对应位置处的液晶竖直，出射光偏振方向水平(如图中双向箭头所示)；调节单元34调节右边虚线框中的第二电极3215不加电，与该第二电极3215对应位置处的液晶保持扭曲状态，出射光偏振方向垂直纸面(如图中椭圆形标记所示)。

本发明具体实施例第二电极3215不加电时，与该第二电极3215对应位置处的液晶可以通过第一取向层3216和第二取向层3217更好的保持扭曲状态。

较佳地，本发明实施例所有相邻两行光线偏振单元321之间的距离均相等，所有的光线偏振单元321的宽度均相同。

较佳地，本发明实施例位于相位延迟单元32中间位置处的光线偏振单元321的中心轴线与显示面板31的中心轴线重合；这样，当调节单元34调节光线偏振单元321的宽度后，其它位置处的光线偏振单元321均会向显示面板31的中心轴线靠拢，这样，相位延迟单元32能够更好的实现3D显示时视距可调的作用。

进一步地，如图6所示，本发明实施例提供的3D显示装置还包括位于相位延迟单元32远离显示面板31一侧的四分之一波片61；四分之一波片61的设置，能够使得线偏振光变化为圆偏振光，当出射光线为圆偏振光时，观看者观看时能够随意移动，增加了用户观看体验。

基于同一发明构思，本发明具体实施例还提供了一种3D显示***，该3D显示***包括本发明实施例提供的上述3D显示装置和偏光式3D眼镜；其中：偏光式3D眼镜的左眼镜片能够透过3D显示装置射出的第三偏振光，偏光式3D眼镜的右眼镜片能够透过3D显示装置射出的第四偏振光；

第三偏振光为左旋偏振光和右旋偏振光中的一种，第四偏振光为左旋偏振光和右旋偏振光中的另一种；

或，第三偏振光为第三线偏振光，第四偏振光为与第三线偏振光的偏振方向垂直的第四线偏振光。

基于同一发明构思，本发明具体实施例还提供了一种上述3D显示装置的显示方法，如图7所示，该方法包括：

S701、实时获取观看者观看时的视距；

S702、根据实时获取的视距，确定出与实时获取的视距对应的光线偏振单元的宽度；

S703、调节光线偏振单元的宽度，使光线偏振单元的宽度为确定出的与实时获取的视距对应的宽度。

针对上述步骤S702、根据实时获取的视距，确定出与实时获取的视距对应的光线偏振单元的宽度；本发明实施例通过如下公式确定与实时获取的视距对应的光线偏振单元的宽度：

其中：

上述公式是依据光路图，根据光线的折射原理得到的，该公式中：

D视距，指实时获取到的观看者观看时的视距；n_像素行数指像素行数的值；P_pitch指光线偏振单元321的宽度；P_像素指显示面板31包括的像素的宽度；BM指显示面板31中黑矩阵的宽度；h_玻璃指显示面板31包括的上基板厚度；h_上pol指显示面板31包括的上偏光片的厚度。

具体地，如图8所示，传感单元33实时获取观看者70观看时的视距(D视距)；调节单元34根据实时获取的视距(D视距)，确定出与实时获取的视距(D视距)对应的光线偏振单元的宽度；之后，调节单元34调节光线偏振单元的宽度，使光线偏振单元的宽度为确定出的与实时获取的视距对应的宽度。

为了进一步说明本发明具体实施例能够达到3D显示时视距可调的作用，从而可达到观看者在前后移动一个较大的范围时，始终可以获得最佳的观看效果，本发明具体实施例以27英寸(inch)4K(分辨率3840*2160)面板为例，在垂直观看视角为12°的观看视角下，若已知光线偏振单元321的宽度，则根据以上公式可以计算得到最佳观看距离，具体计算结果如表1所示：

表1

根据表1可知，当将光线偏振单元321的宽度进行调节后能够达到3D显示时视距可调的作用，从而可达到观看者在前后移动一个较大的范围时，始终可以获得最佳的观看效果。

综上所述，本发明具体实施例提供的3D显示装置，包括：显示面板、相位延迟单元、传感单元和调节单元；相位延迟单元，位于显示面板的显示侧，包括若干光线偏振单元，经过相邻两光线偏振单元射出的光的偏振方向垂直；传感单元，用于实时获取观看者观看时的视距；调节单元，与传感单元和相位延迟单元电连接，用于根据传感单元实时反馈的视距，确定出与实时反馈的视距对应的光线偏振单元的宽度；以及，将光线偏振单元的宽度调节为确定出的与实时反馈的视距对应的光线偏振单元的宽度。由于本发明实施例显示面板的显示侧设置有相位延迟单元，而相位延迟单元包括若干光线偏振单元，经过相邻两光线偏振单元射出的光的偏振方向垂直，光线偏振单元的宽度变化后，观看者观看3D显示装置时的视距也会发生变化，而调节单元能够将光线偏振单元的宽度调节为与实时反馈的视距(即观看者实时观看3D显示装置时的视距)对应的宽度，因此，本发明实施例能够达到3D显示时视距可调的作用，从而可达到观看者在前后移动一个较大的范围时，始终可以获得最佳的观看效果。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种3D显示装置，其特征在于，包括：显示面板、相位延迟单元、传感单元和调节单元；

所述相位延迟单元，位于所述显示面板的显示侧，包括若干光线偏振单元，经过相邻两所述光线偏振单元射出的光的偏振方向垂直；

所述传感单元，用于实时获取观看者观看时的视距，所述视距为观看者距离屏幕的距离；

所述调节单元，与所述传感单元和所述相位延迟单元电连接，用于根据所述传感单元实时反馈的视距，确定出与实时反馈的视距对应的所述光线偏振单元的宽度；以及，将所述光线偏振单元的宽度调节为确定出的与实时反馈的视距对应的所述光线偏振单元的宽度。

2.根据权利要求1所述的3D显示装置，其特征在于，每一所述光线偏振单元包括上基板、下基板、位于所述上基板和所述下基板之间的液晶层、位于所述上基板朝向所述下基板一侧的第一电极和位于所述下基板朝向所述上基板一侧的第二电极。

3.根据权利要求2所述的3D显示装置，其特征在于，所述第一电极为面状电极且所述第二电极为条形电极；

或，所述第一电极为条形电极且所述第二电极为面状电极；

或，所述第一电极为条形电极且所述第二电极为条形电极。

4.根据权利要求3所述的3D显示装置，其特征在于，每一所述光线偏振单元还包括位于所述第一电极上的第一取向层和位于所述第二电极上的第二取向层。

5.根据权利要求1-4任一项所述的3D显示装置，其特征在于，还包括位于所述相位延迟单元远离所述显示面板一侧的四分之一波片。

6.根据权利要求5所述的3D显示装置，其特征在于，所述调节单元具体用于通过调节所述第一电极和所述第二电极的电压值，调节所述光线偏振单元的宽度。

7.根据权利要求6所述的3D显示装置，其特征在于，位于所述相位延迟单元中间位置处的所述光线偏振单元的中心轴线与所述显示面板的中心轴线重合。

8.根据权利要求1所述的3D显示装置，其特征在于，所述显示面板包括交替设置的多行左眼像素和多行右眼像素；

其中一所述光线偏振单元对应一行左眼像素，用于将从所述左眼像素射出的光转化为第一偏振光；与该所述光线偏振单元相邻的光线偏振单元对应一行右眼像素，用于将从所述右眼像素射出的光转化为第二偏振光；

所述第一偏振光和所述第二偏振光的偏振方向垂直。

9.一种3D显示***，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的3D显示装置和偏光式3D眼镜；其中：

所述偏光式3D眼镜的左眼镜片能够透过所述3D显示装置射出的第三偏振光，所述偏光式3D眼镜的右眼镜片能够透过所述3D显示装置射出的第四偏振光；

所述第三偏振光为左旋偏振光和右旋偏振光中的一种，所述第四偏振光为左旋偏振光和右旋偏振光中的另一种；

或，所述第三偏振光为第三线偏振光，所述第四偏振光为与所述第三线偏振光的偏振方向垂直的第四线偏振光。

10.一种如权利要求1-8任一项所述的3D显示装置的显示方法，其特征在于，包括：

实时获取观看者观看时的视距；

根据实时获取的视距，确定出与实时获取的视距对应的所述光线偏振单元的宽度；

调节所述光线偏振单元的宽度，使所述光线偏振单元的宽度为确定出的与实时获取的视距对应的宽度。